特斯拉 M3 用钴量的计算

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$华友钴业(SH603799)$

BMI 近日发文说特斯拉 M3 平均单车用钴量是4.5kg,与笔者以及国内各机构的测算相差很大。笔者阅读了原文,原文说是按照化学式计算出来的,因为很简单,所以按电池设计的基本原理算一下,这与笔者之前文章采用的方法不同。

一、参数的确定

特斯拉没有公布其21700电芯的任何技术性能的确切参数,只透露能量密度大约300wh/kg,本文根据美国环保署、国外特斯拉俱乐部以及其他人士的测试,确认以下参数可信:

单电芯容量:5.75Ah ; 额定电压:3.6V ; 电芯重量:0.068kg;

从正极材料供应商查到M3用的NCA正极材料的克容量为:195mAh/g

M3 NCA的化学式:LiNi0.88Co0.09Al0.03O2, 含钴量为 5.5%

二、计算

1、单电芯正极材料用量:(5.75 / 0.195 ) x 1.05 = 31.0 g ,

其中1.05 含义: 是因为电池实际工作时不能发挥出所有的理论克容量,设计电池时就要比理论计算多加入一些材料,这里按多5%计算。

2、单电芯带电量:5.57 x 3.6 = 20.7 wh

3、每wh 正极材料用量:31.0 / 20.7 = 1.50 g / wh

4、每wh 钴用量: 1.5 x 5.5% = 0.083 g / wh

5、M3 现在有3种车型,标称带电量分别是50kwh 、65kwh、80kwh, 取中间的65kwh,实际带电量为70kwh,

则含钴量为:70 x 0.083 = 5.81kg

实际上在各生产环节,钴的损耗很大,安信采纳的损耗率是15% ,按15%计,

则 每辆M3消耗钴:5.81 / 0.85 = 6.84 kg

三、验算

按本人的参数计算能量密度:20.7 / 0.068 = 304 wh/kg

这与已知的电芯能量密度300wh/kg 高度吻合,间接说明本计算靠谱。

四、简析

1、按照特斯拉电芯的参数计算的结果比国内所有机构报告的都低得多,原因有二,一是国内同样的正极材料做出的电芯能量密度低消耗量大,二是特斯拉的NCA已经取得了突破性进步,其他的还在为NCM811甚至622奋斗。

2、钴的成本只占特斯拉车的2%,钴涨价对它真的无所谓,只是对技术水平差的影响大,将来电动汽车对钴价格不会这么敏感了。

3、本计算结果比BMI的高(5.8 vs 4.5),原因应该是所采用的参数不同,笔者更相信自己的计算结果。

4、笔者还按照其他可能的参数计算过,结果差别很小,例如电芯容量6Ah、额定电压3.7V、单电芯重量75g 等。

5、BMI基于他自己的计算,认为钴将来依然供不应求。

五、意外发现

在这次研究过程中,推测以及看到特斯拉的18650 电芯也早已经用上了同样的正负极材料,能量密度与21700电芯十分接近,应该比21700还早使用这种新材料,这与广泛的报道不同,也说明特斯拉不会像国内三元向高镍发展过程中出现单电芯用钴量下降的情况。

$洛阳钼业(SH603993)$ $寒锐钴业(SZ300618)$  

全部讨论

RSW-20232018-06-03 09:04

理性分析很值得学习,2%比重成本,再细分到钴价格影响会更小,尤其在高档车型中更没有动力冒着影响消费体验(电池寿命及稳定性)如更换。

重力波2018-05-27 11:59

Benchmark Mineral Intelligence,一著名的研究机构。
能回收,但目前可供回收的资源很少、回收率也很低。

gangdou_cg2018-05-26 21:32

bmi是谁?钴的损耗能不能回收啊?

重力波2018-05-23 07:20

欢迎业内人士!
实际上我看到国外怀疑特斯拉的也很多,从产品规划看多数厂家都很谨慎。如宝马、三星规划的622、811都很晚才装车。看看马斯克的事业版图,他是极端激进的。

风风雨雨愁2018-05-22 21:53

而且涉及到Ul的安全测试也有影响,类似针刺,高低温,高倍率失效测试,

风风雨雨愁2018-05-22 21:51

国内的创明,力神,亿维锂能等都有合作过

风风雨雨愁2018-05-22 21:49

好吧,我在电池行业十多年,还是没搞懂,拜访过atl Lg 三星,松下,还是搞不懂,好模糊,只粗略知道,少了钴,电池老化后衰减会加剧,比如正常电池800次循环,还有50%容量,但是钴少了后,可能500次就会到50%,可能不准确,跟几家公司研发沟通的不详细数据,

重力波2018-05-15 12:09

长远影响大,中短期不用考虑,当前市面上的动力电池主要是磷酸铁锂,不含钴,现在的三元电池要几年后才退役。以后动力电池大概率要先梯级利用。3C的电池一直都有回收,基本上没有多少增量。

so-dream2018-05-15 12:05

电池回收对钴的利用影响大吗?